45. Woche - Mexico – ein interessanter Teil von NGC 7000

 -  Astrofoto der Woche

Unser heutiges AdW spielt sich auf dem nordamerikanischen Kontinent ab, bildlich gesprochen. Es geht um den hellsten und südlichsten Teil des Nordamerikanebels NGC 7000, der dem Bereich von Südkalifornien bis Mexiko entspricht. Das Bildfeld ist 49' x 38' groß, Norden liegt links, Osten unten. Bildautor ist Lars Stephan. Das AdW entstand wieder einmal mit zwei Teleskopen: (a) Zunächst ein 130-mm-Apochromat (Zeiss APQ) mit f = 1000 mm, ausgestattet mit einem 0,75-fachen Reducer. Am 6. und 12.09.2019 wurde mit diesem Gerät eine Belichtungsserie in Hα von 40 x 3 min aufgenommen, der zugehörige Astrodon-Filter hat 5 nm Halbwertbreite (HWB). Mit demselben Teleskop wurde am 22.09.2019 auch eine Belichtungsserie von 31 x 4 min in [OIII] aufgenommen. Der [OIII]-Filter von Astronomik hat 6 nm HWB. (b) Das zweite Teleskop, ein Apochromat 160/1600 (Astro Optik Manufaktur), war ebenfalls mit einem 0,75-fachen Reducer versehen. Damit entstand am 14./15.09.2020 eine Belichtungsserie von 30 x 5 min in Hα mit dem o.g. Hα-Filter. Und schließlich folgte mit diesem Teleskop dann am 18.09.2020 auch noch eine Belichtungsserie von 20 x 5 min in [OIII], jedoch mit einem [OIII]-Filter von Astrodon und 5 nm HWB. Die Aufnahmekamera war für beide Teleskope eine ZWO ASI 1600 MMC.

 

Vorweg: Es wurden nur die o.g. Schmalbandaufnahmen angefertigt, keine RGB-Aufnahmen. Zur Bildbearbeitung die folgenden Schritte:

- Das Stacking geschah mit dem Astro Pixel Prozessor (APP) - diese Software kann verschiedene Abbildungsmaßstäbe verarbeiten und Verzeichnungen ausgleichen.

- Eine Vorverarbeitung erfolgte in PixInsight mit dem modul starnet++ für die Trennung der Sterne vom Hintergrund und für die Erstellung der beiden RGB-Bilder für Nebel und Sterne.

- Ebenenkombination in Affinity Photo.

- nur die Hα-Belichtungen für die Luminanz verwendet.

 

Die Sterne wurden mit starnet++ vom Hintergrund getrennt und gesondert bearbeitet. Das [OIII]-Bild ist im ersten Schritt zu 100% dem Grün- und Blaukanal zugeordnet. Bei der weiteren Abstimmung in Affinty Photo wurde dann ein möglichst hoher Kontrast in der Farb- und Helligkeitsverteilung angestrebt, um die Details optimal darzustellen.

Kombinationen von Schmalbandaufnahmen sind stets Falschfarbenaufnahmen. Das gilt insbesondere für die Farbwiedergabe der Sterne. Lars Stephan hat nun einen Schritt getan, der in Gänze vielen Lesern neu sein dürfte. Er fragte sich, ob für eine bessere Sterndarstellung zwingend RGB-Aufnahmen nötig sind oder ob man die Sternfarben auch direkt aus den Schmalbanddaten ableiten kann. Jetzt wieder Originalzitat des Autors: „Immerhin stehen ja mit den Aufnahmen bei 656 nm und 501 nm zwei Farbauszüge aus dem roten und grünblauen Bereich des Spektrums zur Verfügung. Prinzipiell sollte ein Stern, der bei 656 nm heller erscheint als bei 501 nm, eine Färbung nach rot hin aufweisen und umgekehrt nach blau hin. Um dies im RGB-Bild wiederzugeben, ordne ich also die Aufnahme der Sauerstoffllinie dem Blaukanal zu und die der Wasserstofflinie dem Rotkanal. Dabei passe ich das Histogramm der beiden Aufnahmen aufeinander so an, dass die Tonwerte das gleiche maximale Niveau haben. Für den Grünkanal werden dann der Blau- und Rotkanal hälftig gemischt. Damit wird ein Stern, der in beiden Aufnahmen gleich hell ist, im RGB-Bild weiß wiedergegeben, während das Überwiegen der Helligkeit in der einen oder anderen Aufnahme im fertigen RGB-Bild zum Erhalt des Farbstichs nach Rot oder Blau führt.“

Anmerkungen:

Es dürfte jedem klar sein, dass diese Schritte keine Kalibrierung ersetzen und deshalb auch keine astrophysikalisch korrekten RGB-Farben ergeben. Das ist auch Lars Stephan bewusst. Er schreibt als eigene Kommentierung: „Jedoch meine ich, dass es für das Ziel solcher Schmalbandaufnahmen nicht darauf ankommt. Allein dadurch, dass fürs Bild nur Hα- und [OIII]-Daten verwendet werden, bleibt es hinsichtlich der Sternabbildungen Falschfarbenaufnahme. Mir erscheint die Lösung aber deswegen sinnvoll, weil sie wenigstens die in den Schmalbandkanälen vorhandenen Informationen über die Sternfarben ausnutzt. Das mag etwas spartanisch erscheinen und sicherlich sind echte RGB-Sterne erstrebenswerter, aber das erfordert zusätzliche Belichtungszeit.“

Eine weitere Anmerkung möchte ich vom Bildautor selbst übernehmen: „Wie sich schon in anderen Fällen gezeigt hat, lassen sich die Aufnahmen beider Geräte mit Gewinn kombinieren. Das Programm APP gleicht die unterschiedlichen Verzeichnungen aus und in den Summenbildern sind keine Übergänge sichtbar. Als Referenz diente jeweils eine Aufnahme mit der längeren Brennweite, um den größeren Abbildungsmaßstab zu erhalten.“

Eine letzte Anmerkung. Lars Stephan schreibt in seiner Mail: Hα total = 120 min + 150 min = 270 min = 4,5 h. Darin steckt eine Fehleinschätzung. Man kann nur dann die Belichtungszeiten zweier Teleskope physikalisch korrekt addieren, (a) wenn sie – und das ist der gravierendste Faktor – das gleiche Öffnungsverhältnis haben, (b) wenn beide Kameras einen Chip mit den gleichen spektralen Eigenschaften aufweisen (was hier der Fall war), und (c) wenn die verwendeten Filter gleich sind (was auch der Fall war, aber nur für den Hα-Filter). Im Prinzip müssen auch die atmosphärischen Verhältnisse in beiden Aufnahmeserien gleich sein.

Jetzt einige Fakten zum Objekt. Seit mehr als 60 Jahren ist bekannt, dass Nordamerikanebel NGC 7000 und Pelikannebel IC 5070 lediglich zwei freigelegte Teile einer einzigen, ausgedehnten HII-Region sind. Radioastronomisch wurde diese HII-Region als ein zusammenhängendes, elliptisch geformtes Gebiet erkannt und durch den Niederländer G. Westerhout als W80 katalogisiert. Er publizierte 1958 seine Untersuchungen der Milchstraße bei 1390 MHz. Und jetzt das Zusatzbild anschauen. NGC 7000 und IC 5070 werden durch vorgelagerte, dichte Dunkelwolken in zwei scheinbar separate Gebilde aufgeteilt. Das Dunkelgebiet südlich der geografischen „Halbinsel Florida“ ist LDN 935, es wird auch als „Golf von Mexiko“ bezeichnet. Der nicht ganz so dichte Dunkelbereich oberhalb des Pelikanschnabels ist LDN 933. Außerdem ist der gesamte Komplex zwischen NGC 7000 und IC 5070 von optisch unsichtbaren Molekülwolken überzogen. In der Bildmitte ist ein gelber Kreis markiert. Dies ist der ionisierende Stern von W80, astronomisch trocken bezeichnet als 2MASS J20555125+4352246. Entdeckt wurde dieser Stern im Jahre 2005 durch Comeron & Pasquali. Später erhielt er den schöneren Namen „der Bajamar-Stern“. Er hat eine visuelle Helligkeit von 13,2 mag.

Jetzt wieder der Blick ins eigentliche AdW. Der hellste Nebelbereich in NGC 7000 links unten ist der so genannte „great wall“ (großer Wall), er bildet die mexikanische Pazifikküste. Dieser Wall ist nichts anderes als ein hell leuchtender, ionisierter Rand (bright rim) des Loches in der umgebenden Molekülwolke, aus der der gesamte HII-Komplex aus NGC 7000 und IC 5070 hervorgegangen ist. Innerhalb der hell leuchtenden Ionisationsfront bemerkt man bei genauem Hinsehen zahlreiche kleinere Globulen mit langezogener Gestalt – wie Kaulquappen. Man nennt sie „kometarische Globulen“. Sie wurden von dem starken Sternwind des Bajamar-Sterns (der hier links oben außerhalb des Bildfeldes steht) in eine kometarische Form gebracht. Auch der Pelikan-Nacken ist übrigens ein bright rim von W 80. Er liegt – vom Bajamar-Stern aus gesehen – genau gegenüber dem great wall.

Stellen wir uns nun vor, die Dunkelwolken zwischen NGC 7000 und IC 5070 würden im Zusatzbild von Geisterhand weggefegt, so dass der Blick auf das gesamte Loch in der Molekülwolke frei wäre. Dann würden diese Gebiete nicht nur rot in Hα leuchten, auch der Bajamar-Stern im gelben Kreis würde ungestört hervortreten. Neue Fakten: Im Golf von Mexiko wurde eine visuelle Absorption von etwa 10 mag nachgewiesen. Das bedeutet: Der Bajamar-Stern käme ohne die vorgelagerten Staubwolken auf rund 3,2 mag. Damit würde er den hellsten Stern im Zusatzbild, 57 Cygni am Pelikanschnabel, um 1,5 mag überstrahlen! Der Spektraltyp des Bajamar-Sterns wurde zu O3,5 als blauer Riese bestimmt, das ist schon ziemlich heftig! Dazu besitzt er noch einen O8-Begleiter (Maíz Apellániz et al. 2016). Die Entfernung des gesamten Komplexes beträgt ca. 2600 Lj.

Zum Abschluss: Die Belichtungsserien mit zwei Teleskopen sind schon recht aufwändig. Aber es hat sich gelohnt! Dazu und zum Astrofoto der Woche die Gratulation des gesamten AdW-Teams an den Bildautor.

 

Peter Riepe
Bildautor: Lars Stephan

 

Koordinaten (J2000.0) des Nordamerikanebels (Great Wall):
RA = 20 h 59 min 58 s, DE = +43° 37' 10"

 

 

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